JP2002113325A - スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法 - Google Patents
スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法Info
- Publication number
- JP2002113325A JP2002113325A JP2000305995A JP2000305995A JP2002113325A JP 2002113325 A JP2002113325 A JP 2002113325A JP 2000305995 A JP2000305995 A JP 2000305995A JP 2000305995 A JP2000305995 A JP 2000305995A JP 2002113325 A JP2002113325 A JP 2002113325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spray
- absorption tower
- type absorption
- liquid
- droplet diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スプレー型吸収塔における最適スプレー液滴
径を導出する。スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置
において、噴霧スプレー液滴径を導出した最適径に調整
する。 【解決手段】 スプレー型吸収塔における最適液滴径を
導出するにあたり、スプレー液滴に作用する運動方程
式、スプレー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現
象を記述した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液
物質移動係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値
で与えられる反応係数値を用いて、特定の装置形状及び
運転条件に対する最適液滴径を算出する。
径を導出する。スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置
において、噴霧スプレー液滴径を導出した最適径に調整
する。 【解決手段】 スプレー型吸収塔における最適液滴径を
導出するにあたり、スプレー液滴に作用する運動方程
式、スプレー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現
象を記述した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液
物質移動係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値
で与えられる反応係数値を用いて、特定の装置形状及び
運転条件に対する最適液滴径を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スプレー型吸収塔
を用いた湿式排煙脱硫装置において、スプレーノズルか
ら噴霧されるスプレー液滴を最適液滴径に調整する方法
に関するものである。
を用いた湿式排煙脱硫装置において、スプレーノズルか
ら噴霧されるスプレー液滴を最適液滴径に調整する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫
装置では、スプレーノズルから噴霧される吸収液のスプ
レー液滴径が気液接触効率等に影響するため、気液接触
を促進して脱硫性能を向上させるためには、噴霧スプレ
ー液滴径の最適径を求めることが重要である。従来、ス
プレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置において、スプレ
ーノズルから噴霧されるスプレー液滴の最適液滴径は、
これまでの実績値や実験による確認などの現象論的な方
法によって求められた値を使用していた。また、例え
ば、特開平８−１９７２６号公報には、スプレーノズル
噴射口からの噴霧液滴平均径を２．７mm以上とし、か
つ、各ノズルの噴射口間隔を０．２５〜１．１mとして
噴霧液滴同士の衝突干渉を生じさせ、スプレー液滴径を
１．４〜２．２mmとすることが記載されている。また、
特開２０００−１７６３２１号公報には、スプレーノズ
ルの配置間隔を適正化して、噴出口からの液滴を互いに
衝突させることにより、液滴の粒子径を微細化し、か
つ、液滴の分布を均一化するようにしたスプレー型吸収
塔が記載されている。
装置では、スプレーノズルから噴霧される吸収液のスプ
レー液滴径が気液接触効率等に影響するため、気液接触
を促進して脱硫性能を向上させるためには、噴霧スプレ
ー液滴径の最適径を求めることが重要である。従来、ス
プレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置において、スプレ
ーノズルから噴霧されるスプレー液滴の最適液滴径は、
これまでの実績値や実験による確認などの現象論的な方
法によって求められた値を使用していた。また、例え
ば、特開平８−１９７２６号公報には、スプレーノズル
噴射口からの噴霧液滴平均径を２．７mm以上とし、か
つ、各ノズルの噴射口間隔を０．２５〜１．１mとして
噴霧液滴同士の衝突干渉を生じさせ、スプレー液滴径を
１．４〜２．２mmとすることが記載されている。また、
特開２０００−１７６３２１号公報には、スプレーノズ
ルの配置間隔を適正化して、噴出口からの液滴を互いに
衝突させることにより、液滴の粒子径を微細化し、か
つ、液滴の分布を均一化するようにしたスプレー型吸収
塔が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術では、スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置にお
いて、最適液滴径はこれまでの実績値や実験による確認
などの現象論的な方法によって求められた値を使用して
いたが、これらの方法では装置条件や運転条件が変化す
ると再び実験を行わなければならない等、開発コストの
増大、及び開発期間の長期化を招いていた。また、この
従来方式によって求められた最適液滴径では装置依存性
が非常に高く、別の装置の別の運転条件ではどうなるか
全く予想がつかない欠点を有していた。
技術では、スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置にお
いて、最適液滴径はこれまでの実績値や実験による確認
などの現象論的な方法によって求められた値を使用して
いたが、これらの方法では装置条件や運転条件が変化す
ると再び実験を行わなければならない等、開発コストの
増大、及び開発期間の長期化を招いていた。また、この
従来方式によって求められた最適液滴径では装置依存性
が非常に高く、別の装置の別の運転条件ではどうなるか
全く予想がつかない欠点を有していた。
【０００４】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、スプレー型吸収塔を用いた湿式排
煙脱硫装置において、これまでの実績値や実験による確
認などの現象論的な方法によらず、理論的な方法で特定
の装置形状及び運転条件に対する最適スプレー液滴径を
導出することにより、石灰石膏法等の種々のスプレー型
吸収塔における噴霧スプレー液滴径を優れた吸収性能が
得られる最適径に調整することが可能となる湿式排煙脱
硫方法を提供することにある。
で、本発明の目的は、スプレー型吸収塔を用いた湿式排
煙脱硫装置において、これまでの実績値や実験による確
認などの現象論的な方法によらず、理論的な方法で特定
の装置形状及び運転条件に対する最適スプレー液滴径を
導出することにより、石灰石膏法等の種々のスプレー型
吸収塔における噴霧スプレー液滴径を優れた吸収性能が
得られる最適径に調整することが可能となる湿式排煙脱
硫方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫
方法は、スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化物含有
排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクから汲み上げた
吸収液をスプレーノズルよりスプレー液滴の形で噴霧し
て排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去し、落下した吸収液
をボトムタンクに再び収容し、吸収性能の低下した吸収
液は一定流量抜き出すという湿式排煙脱硫方法におい
て、スプレーノズルから噴霧する吸収液のスプレー液滴
径を２００〜１２００μmの範囲、望ましくは３００〜
６００μmの範囲に調整するように構成されている。
めに、本発明のスプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫
方法は、スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化物含有
排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクから汲み上げた
吸収液をスプレーノズルよりスプレー液滴の形で噴霧し
て排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去し、落下した吸収液
をボトムタンクに再び収容し、吸収性能の低下した吸収
液は一定流量抜き出すという湿式排煙脱硫方法におい
て、スプレーノズルから噴霧する吸収液のスプレー液滴
径を２００〜１２００μmの範囲、望ましくは３００〜
６００μmの範囲に調整するように構成されている。
【０００６】上記の本発明の方法において、スプレー型
吸収塔における最適スプレー液滴径を導出するにあた
り、スプレー液滴の運動を記述する運動方程式、スプレ
ー液滴内への硫黄酸化物含有排ガスの吸収過程を記述す
る気液物質移動係数及び反応係数から、特定の装置形状
及び運転条件に対する理論的な最適スプレー液滴径を導
出することができる。
吸収塔における最適スプレー液滴径を導出するにあた
り、スプレー液滴の運動を記述する運動方程式、スプレ
ー液滴内への硫黄酸化物含有排ガスの吸収過程を記述す
る気液物質移動係数及び反応係数から、特定の装置形状
及び運転条件に対する理論的な最適スプレー液滴径を導
出することができる。
【０００７】また、本発明のスプレー型吸収塔を用いた
湿式排煙脱硫方法は、スプレー型吸収塔内に導入した硫
黄酸化物含有排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクか
ら汲み上げたカルシウム系吸収液をスプレーノズルより
スプレー液滴の形で噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸
収除去し、落下した吸収液をボトムタンクに再度収容
し、ボトムタンクに設置された酸化ガス吹込手段より酸
化ガスを吹き込むことで吸収した硫黄酸化物を石膏とし
て回収する湿式排煙脱硫方法において、上記の方法で導
出した最適スプレー液滴径のカルシウム系吸収液をスプ
レー液滴としてスプレーノズルより噴霧することを特徴
としている。
湿式排煙脱硫方法は、スプレー型吸収塔内に導入した硫
黄酸化物含有排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクか
ら汲み上げたカルシウム系吸収液をスプレーノズルより
スプレー液滴の形で噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸
収除去し、落下した吸収液をボトムタンクに再度収容
し、ボトムタンクに設置された酸化ガス吹込手段より酸
化ガスを吹き込むことで吸収した硫黄酸化物を石膏とし
て回収する湿式排煙脱硫方法において、上記の方法で導
出した最適スプレー液滴径のカルシウム系吸収液をスプ
レー液滴としてスプレーノズルより噴霧することを特徴
としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態によるス
プレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法を実施する装
置の概略構成を示している。図１に示すように、ＳＯ2
を代表とする硫黄酸化物含有排ガスをスプレー型吸収塔
１０内に導入し、これに吸収塔内下部のボトムタンク１
２から循環液ライン１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通して汲
み上げたカルシウム系吸収液をスプレーノズル１６ａ、
１６ｂ、１６ｃより噴霧する。カルシウム系吸収液とし
ては、石灰石と水の混合物である石灰石スラリ等を用い
ることができる。湿式石灰石膏法では、吸収剤である石
灰石スラリと硫黄酸化物含有排ガスとが接触して、排ガ
ス中の硫黄酸化物は亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウム
に転換し、吸収塔内下部のボトムタンク１２に落下した
亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウムを含む吸収液に、酸
化ガス吹込手段（一例として、空気吹込ノズル）１８よ
り酸素を含有する酸化性ガス（一例として、空気）を吹
き込むことで、亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウムを硫
酸カルシウム、すなわち、石膏として固定化する。これ
により、排ガス中の硫黄酸化物は吸収除去され、吸収し
た硫黄酸化物は石膏として回収することができる。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態によるス
プレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法を実施する装
置の概略構成を示している。図１に示すように、ＳＯ2
を代表とする硫黄酸化物含有排ガスをスプレー型吸収塔
１０内に導入し、これに吸収塔内下部のボトムタンク１
２から循環液ライン１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通して汲
み上げたカルシウム系吸収液をスプレーノズル１６ａ、
１６ｂ、１６ｃより噴霧する。カルシウム系吸収液とし
ては、石灰石と水の混合物である石灰石スラリ等を用い
ることができる。湿式石灰石膏法では、吸収剤である石
灰石スラリと硫黄酸化物含有排ガスとが接触して、排ガ
ス中の硫黄酸化物は亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウム
に転換し、吸収塔内下部のボトムタンク１２に落下した
亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウムを含む吸収液に、酸
化ガス吹込手段（一例として、空気吹込ノズル）１８よ
り酸素を含有する酸化性ガス（一例として、空気）を吹
き込むことで、亜硫酸イオン及び亜硫酸カルシウムを硫
酸カルシウム、すなわち、石膏として固定化する。これ
により、排ガス中の硫黄酸化物は吸収除去され、吸収し
た硫黄酸化物は石膏として回収することができる。
【０００９】ボトムタンク１２から抜き出した石膏スラ
リは石膏分離機２０で吸収液が分離され石膏ピット２２
に送られる。石膏分離機２０で分離された吸収液は濾液
タンク２４に貯留される。２６は吸収液循環ポンプ、２
８は石膏抜出ポンプ、３０は空気ブロワである。また、
石灰石スラリタンク３２からの石灰石スラリの供給口、
及び濾液タンク２４からの吸収液の戻り液の供給口はボ
トムタンク１２に接続されている。３４は石灰石スラリ
ピット（ホッパ）、３６、３８は供給ポンプである。図
１に示す本実施形態では、供給する石灰石スラリ及び濾
液の戻り液をボトムタンクに投入しているが、他の系統
（例えば、循環液ラインなど）に投入することも可能で
ある。なお、図１では、一例として、スプレーノズルを
吸収塔内に３段設置しているが、２段以下又は４段以上
とすることも勿論可能である。また、図１では、吸収塔
内に仕切部材を設けてガス流れ方向が塔頂部近傍で反転
する構成となっているが、吸収塔の構成はこれに限定さ
れるものではない。
リは石膏分離機２０で吸収液が分離され石膏ピット２２
に送られる。石膏分離機２０で分離された吸収液は濾液
タンク２４に貯留される。２６は吸収液循環ポンプ、２
８は石膏抜出ポンプ、３０は空気ブロワである。また、
石灰石スラリタンク３２からの石灰石スラリの供給口、
及び濾液タンク２４からの吸収液の戻り液の供給口はボ
トムタンク１２に接続されている。３４は石灰石スラリ
ピット（ホッパ）、３６、３８は供給ポンプである。図
１に示す本実施形態では、供給する石灰石スラリ及び濾
液の戻り液をボトムタンクに投入しているが、他の系統
（例えば、循環液ラインなど）に投入することも可能で
ある。なお、図１では、一例として、スプレーノズルを
吸収塔内に３段設置しているが、２段以下又は４段以上
とすることも勿論可能である。また、図１では、吸収塔
内に仕切部材を設けてガス流れ方向が塔頂部近傍で反転
する構成となっているが、吸収塔の構成はこれに限定さ
れるものではない。
【００１０】つぎに、スプレー型吸収塔を用いた湿式排
煙脱硫装置における最適スプレー液滴径の導出方法につ
いて説明する。スプレー液滴に作用する運動方程式、ス
プレー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現象を記
述した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液物質移
動係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値で与え
られる反応係数値を用いて、ある装置形状及び運転条件
に対する最適スプレー液滴径を算出する。単一スプレー
液滴粒子の運動方程式は、数１に示される以下の式で記
述される。
煙脱硫装置における最適スプレー液滴径の導出方法につ
いて説明する。スプレー液滴に作用する運動方程式、ス
プレー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現象を記
述した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液物質移
動係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値で与え
られる反応係数値を用いて、ある装置形状及び運転条件
に対する最適スプレー液滴径を算出する。単一スプレー
液滴粒子の運動方程式は、数１に示される以下の式で記
述される。
【００１１】
【数１】
【００１２】気相物質移動係数ｋG算出式は、数２に示
される以下の式で記述される。
される以下の式で記述される。
【００１３】
【数２】
【００１４】液相物質移動係数ｋL算出式は、数３に示
される以下の式で記述される。
される以下の式で記述される。
【００１５】
【数３】
【００１６】気液有効界面積ａ算出式は、数４に示され
る以下の式で表される。
る以下の式で表される。
【００１７】
【数４】
【００１８】総括物質移動係数ＫG算出式は、数５に示
される以下の式で表される。
される以下の式で表される。
【００１９】
【数５】
【００２０】ｖ：液滴落下速度，ｕ：排ガス流速，
ＣC：スリップ補正係数，ＣD：抵抗係数，ＤP：スプレ
ー液滴径，ρL：液密度，ρG：ガス密度，μG：ガス粘
度，ｔ：スプレー液滴滞留時間，ｇ：重力加速度，Ｓ
ｈ：シャーウッド数，Ｒｅ：レイノルズ数，Ｓｃ：シュ
ミット数，Ｒ：気体定数，Ｔ：温度，ｋG：気相物質移
動係数，ＤAg：ガス中Ａ成分拡散係数，ｋL：液相物質
移動係数，ＤAl：液中Ａ成分拡散係数，Ｌ：液流量，
Ｖ：吸収塔体積，ＫG：総括物質移動係数，Ｈ：ヘンリ
ー定数，β：反応係数，ａ：気液有効界面積，Ａ成分：
ここではＳＯ2成分を示す。
ＣC：スリップ補正係数，ＣD：抵抗係数，ＤP：スプレ
ー液滴径，ρL：液密度，ρG：ガス密度，μG：ガス粘
度，ｔ：スプレー液滴滞留時間，ｇ：重力加速度，Ｓ
ｈ：シャーウッド数，Ｒｅ：レイノルズ数，Ｓｃ：シュ
ミット数，Ｒ：気体定数，Ｔ：温度，ｋG：気相物質移
動係数，ＤAg：ガス中Ａ成分拡散係数，ｋL：液相物質
移動係数，ＤAl：液中Ａ成分拡散係数，Ｌ：液流量，
Ｖ：吸収塔体積，ＫG：総括物質移動係数，Ｈ：ヘンリ
ー定数，β：反応係数，ａ：気液有効界面積，Ａ成分：
ここではＳＯ2成分を示す。
【００２１】以下に、特定の装置形状に対する最適液滴
径の算出方法を記述する。 （１） 反応係数β、スプレー液滴径ＤPを固定し、等
式（ａ）に基づき微小時間毎での液滴の位置・速度計算
を繰り返すことでスプレー液滴滞留時間ｔを算出する。 （２） 等式（ｂ）〜（ｅ）を用いて総括容量係数ＫG
ａを算出する。 （３） 反応係数β、スプレー液滴径ＤPを変化させて
（１）〜（２）の計算を繰り返し、各反応係数βに対す
るスプレー液滴径ＤPと総括容量係数ＫGａの関係を導出
する。 （４） 実機反応係数値βに対し総括容量係数ＫGａが
最大値をとるスプレー液滴径ＤPを、対象装置の最適ス
プレー液滴径と結論づけ、その範囲内のスプレー液滴径
に調整したものを湿式排煙脱硫装置内スプレーノズルよ
り噴霧する。
径の算出方法を記述する。 （１） 反応係数β、スプレー液滴径ＤPを固定し、等
式（ａ）に基づき微小時間毎での液滴の位置・速度計算
を繰り返すことでスプレー液滴滞留時間ｔを算出する。 （２） 等式（ｂ）〜（ｅ）を用いて総括容量係数ＫG
ａを算出する。 （３） 反応係数β、スプレー液滴径ＤPを変化させて
（１）〜（２）の計算を繰り返し、各反応係数βに対す
るスプレー液滴径ＤPと総括容量係数ＫGａの関係を導出
する。 （４） 実機反応係数値βに対し総括容量係数ＫGａが
最大値をとるスプレー液滴径ＤPを、対象装置の最適ス
プレー液滴径と結論づけ、その範囲内のスプレー液滴径
に調整したものを湿式排煙脱硫装置内スプレーノズルよ
り噴霧する。
【００２２】上述した最適液滴径の算出方法の原理を用
いて、各反応係数βに対し液滴粒径ＤPと総括容量係数
ＫGａがどのような相関をとるかを計算した結果を図２
に示す。なお、図２中において、例えば、β＝１Ｅ３
[-]というのはβ値が１×１０3[-]の値をとることを意
味する。図２では、反応係数値βの大きさにより総括容
量係数ＫGａの液滴粒径ＤPに対する形状は変化する。β
が１×１０4〜１×１０5の間でその形状変化が表れ、β
が小さい範囲では微小な液滴粒径に対しＫGａは減少
し、βが大きい範囲では微小な液滴粒径に対しＫGａは
増加する。湿式石灰石膏法における実機での反応係数値
は１×１０4以下であることが確認されているため、総
括容量係数ＫGａが最大値をとる液滴粒径ＤPは、図２よ
り２００〜１２００μm程度であることが類推できる。
いて、各反応係数βに対し液滴粒径ＤPと総括容量係数
ＫGａがどのような相関をとるかを計算した結果を図２
に示す。なお、図２中において、例えば、β＝１Ｅ３
[-]というのはβ値が１×１０3[-]の値をとることを意
味する。図２では、反応係数値βの大きさにより総括容
量係数ＫGａの液滴粒径ＤPに対する形状は変化する。β
が１×１０4〜１×１０5の間でその形状変化が表れ、β
が小さい範囲では微小な液滴粒径に対しＫGａは減少
し、βが大きい範囲では微小な液滴粒径に対しＫGａは
増加する。湿式石灰石膏法における実機での反応係数値
は１×１０4以下であることが確認されているため、総
括容量係数ＫGａが最大値をとる液滴粒径ＤPは、図２よ
り２００〜１２００μm程度であることが類推できる。
【００２３】なお、液滴粒径ＤPが１１００μmのところ
でちょうど重力と抗力がつりあい吸収塔内に停滞するた
め、液滴滞留時間ｔが無限大に大きくなり等式（ｄ）で
は気液有効界面積ａは無限大に大きくなるが、等式
（ｃ）では液相物質移動係数ｋLは逆にゼロに近づき、
総括容量係数ＫGａで評価した場合、その効果は系が液
側抵抗支配かガス側抵抗支配かで異なってくる。また、
液滴粒径ＤPが１００μmより小さくなると等式（ｂ）及
び等式（ｄ）から気相物質移動係数ｋG及び気液有効界
面積ａは無限大に大きくなるが、等式（ｃ）では液相物
質移動係数ｋLは逆にゼロに近づき、総括容量係数ＫGａ
で評価した場合、同じように、その効果は系が液側抵抗
支配かガス側抵抗支配かで異なってくる。湿式石灰石膏
法における排煙脱硫装置の反応係数値βは通常１×１０
4以下の範囲であることから液側抵抗支配となり、この
とき液滴粒径ＤPがゼロに近づく場合あるいは１１００
μm前後に近づく場合、総括容量係数ＫGａは減少する。
また、βが１×１０5以上の範囲となるときにはガス側
抵抗支配の系となり、このとき液滴粒径ＤPがゼロに近
づく場合あるいは１１００μm前後に近づく場合、総括
容量係数ＫGａは無限大に増加する。したがって、通常
液側抵抗支配の系となる湿式排煙脱硫装置においては、
スプレーノズルから噴霧されるスプレー液滴径を２００
〜１２００μmに調整したものを噴霧させると、最もよ
い脱硫性能を示す。
でちょうど重力と抗力がつりあい吸収塔内に停滞するた
め、液滴滞留時間ｔが無限大に大きくなり等式（ｄ）で
は気液有効界面積ａは無限大に大きくなるが、等式
（ｃ）では液相物質移動係数ｋLは逆にゼロに近づき、
総括容量係数ＫGａで評価した場合、その効果は系が液
側抵抗支配かガス側抵抗支配かで異なってくる。また、
液滴粒径ＤPが１００μmより小さくなると等式（ｂ）及
び等式（ｄ）から気相物質移動係数ｋG及び気液有効界
面積ａは無限大に大きくなるが、等式（ｃ）では液相物
質移動係数ｋLは逆にゼロに近づき、総括容量係数ＫGａ
で評価した場合、同じように、その効果は系が液側抵抗
支配かガス側抵抗支配かで異なってくる。湿式石灰石膏
法における排煙脱硫装置の反応係数値βは通常１×１０
4以下の範囲であることから液側抵抗支配となり、この
とき液滴粒径ＤPがゼロに近づく場合あるいは１１００
μm前後に近づく場合、総括容量係数ＫGａは減少する。
また、βが１×１０5以上の範囲となるときにはガス側
抵抗支配の系となり、このとき液滴粒径ＤPがゼロに近
づく場合あるいは１１００μm前後に近づく場合、総括
容量係数ＫGａは無限大に増加する。したがって、通常
液側抵抗支配の系となる湿式排煙脱硫装置においては、
スプレーノズルから噴霧されるスプレー液滴径を２００
〜１２００μmに調整したものを噴霧させると、最もよ
い脱硫性能を示す。
【００２４】つぎに、本発明の方法を実施する装置の具
体例及びその比較例として、３５０MW発電設備容量の図
１に示す湿式排煙脱硫装置を用いて、従来方式で運転し
た場合のデータと本発明の方式で運転した場合のデータ
とを対比して説明する。表１に従来方式時の運転データ
と本発明の方式時の運転データを示す。なお、本発明の
方式及び従来方式におけるスプレー液滴分布は、図３に
示すとおりである。また、図１に示す湿式排煙脱硫装置
において、スプレー液滴径の調整は、スプレーノズルの
ノズル径及び吸収液の噴霧初速度の少なくともいずれか
を変えることにより行った。
体例及びその比較例として、３５０MW発電設備容量の図
１に示す湿式排煙脱硫装置を用いて、従来方式で運転し
た場合のデータと本発明の方式で運転した場合のデータ
とを対比して説明する。表１に従来方式時の運転データ
と本発明の方式時の運転データを示す。なお、本発明の
方式及び従来方式におけるスプレー液滴分布は、図３に
示すとおりである。また、図１に示す湿式排煙脱硫装置
において、スプレー液滴径の調整は、スプレーノズルの
ノズル径及び吸収液の噴霧初速度の少なくともいずれか
を変えることにより行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】図３の液滴粒径分布のスプレー液滴に対し
て表１の試験条件にて試験を行った結果、従来方式で９
７．０％の脱硫率であったものが、上述した最適液滴径
の算出方法で計算される液滴粒径のもの（２００〜１２
００μm）を用いることにより、本発明の方式では脱硫
率が９８．７％まで向上したことが確認できる。これは
下記の理論的考察より確認できる。反応係数値βとして
おおよそ約１００を代表値とし、図３のスプレー液滴分
布図にて記載される従来方式のスプレー液滴分布に対し
て前述の図２より総括容量係数ＫGａの平均値を求める
と約６１６０[kmol/(m3・h・atm)]となる。一方、図３の
スプレー液滴分布図にて記載される本発明の方式のスプ
レー液滴分布に対して図２より総括容量係数ＫGａの平
均値を求めると約７９３０[kmol/(m3・h・atm)]となる。
このように、総括容量係数の点から判断すると、上述の
方法で算出した２００〜１２００μmの液滴径が硫黄酸
化物吸収反応に対し最適であることが導出される。ここ
で総括容量係数ＫGａの一般式、及び脱硫率の定義式を
以下に示す。
て表１の試験条件にて試験を行った結果、従来方式で９
７．０％の脱硫率であったものが、上述した最適液滴径
の算出方法で計算される液滴粒径のもの（２００〜１２
００μm）を用いることにより、本発明の方式では脱硫
率が９８．７％まで向上したことが確認できる。これは
下記の理論的考察より確認できる。反応係数値βとして
おおよそ約１００を代表値とし、図３のスプレー液滴分
布図にて記載される従来方式のスプレー液滴分布に対し
て前述の図２より総括容量係数ＫGａの平均値を求める
と約６１６０[kmol/(m3・h・atm)]となる。一方、図３の
スプレー液滴分布図にて記載される本発明の方式のスプ
レー液滴分布に対して図２より総括容量係数ＫGａの平
均値を求めると約７９３０[kmol/(m3・h・atm)]となる。
このように、総括容量係数の点から判断すると、上述の
方法で算出した２００〜１２００μmの液滴径が硫黄酸
化物吸収反応に対し最適であることが導出される。ここ
で総括容量係数ＫGａの一般式、及び脱硫率の定義式を
以下に示す。
【００２７】
【数６】
【００２８】脱硫率＝｛１−（ｙ2／ｙ1）｝×１００
[％] ＧM：単位面積当たりのガス流量，ｈ：塔高，ｙ1：入口
ＳＯ2濃度，ｙ2：出口ＳＯ2濃度 例えば、従来方式のスプレー液滴分布に対する結果を確
定値とすると、下記のようになる。
[％] ＧM：単位面積当たりのガス流量，ｈ：塔高，ｙ1：入口
ＳＯ2濃度，ｙ2：出口ＳＯ2濃度 例えば、従来方式のスプレー液滴分布に対する結果を確
定値とすると、下記のようになる。
【００２９】
【数７】
【００３０】また、本発明の方式のスプレー液滴分布に
対する結果を未確定値とすると、下記のようになる。
対する結果を未確定値とすると、下記のようになる。
【００３１】
【数８】
【００３２】上記の２式より、本発明の方式のスプレー
液滴分布を用いた際の出口ＳＯ2濃度ｙ2の計算値は次の
ようになる。 ｙ2＝７．６[ppm] これより、脱硫率は９８．９％となり、表１の本発明の
方式の結果とほぼ合致するため、上述した最適液滴径の
算出方法で計算された液滴粒径（２００〜１２００μ
m）の妥当性が評価されたことになる。
液滴分布を用いた際の出口ＳＯ2濃度ｙ2の計算値は次の
ようになる。 ｙ2＝７．６[ppm] これより、脱硫率は９８．９％となり、表１の本発明の
方式の結果とほぼ合致するため、上述した最適液滴径の
算出方法で計算された液滴粒径（２００〜１２００μ
m）の妥当性が評価されたことになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 従来、スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置
において、噴霧スプレー液滴径は実験等により最適径を
求めていたが、本発明の方法を用いれば特に大規模な実
験等を行うことなく特定の装置形状及び運転条件に対す
る最適液滴径を導出することができ、湿式石灰石膏法等
の種々のスプレー型吸収塔における噴霧スプレー液滴径
を優れた吸収性能が得られる最適径に調整することが可
能となる。 （２） スプレー型吸収塔における最適液滴径を導出す
るにあたり、スプレー液滴に作用する運動方程式、スプ
レー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現象を記述
した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液物質移動
係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値で与えら
れる反応係数値を用いて、特定の装置形状及び運転条件
に対する最適液滴径を算出することができる。 （３） スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫装置に
おいて、スプレーノズルから噴霧する吸収液のスプレー
液滴径を２００〜１２００μmの範囲に調整することに
より、脱硫性能を向上させることができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 従来、スプレー型吸収塔を用いた排煙脱硫装置
において、噴霧スプレー液滴径は実験等により最適径を
求めていたが、本発明の方法を用いれば特に大規模な実
験等を行うことなく特定の装置形状及び運転条件に対す
る最適液滴径を導出することができ、湿式石灰石膏法等
の種々のスプレー型吸収塔における噴霧スプレー液滴径
を優れた吸収性能が得られる最適径に調整することが可
能となる。 （２） スプレー型吸収塔における最適液滴径を導出す
るにあたり、スプレー液滴に作用する運動方程式、スプ
レー液滴内への排ガス中の硫黄酸化物の吸収現象を記述
した総括容量係数ＫGa定義式中に含まれる気液物質移動
係数の算出式、気液有効界面積値、従来設計値で与えら
れる反応係数値を用いて、特定の装置形状及び運転条件
に対する最適液滴径を算出することができる。 （３） スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫装置に
おいて、スプレーノズルから噴霧する吸収液のスプレー
液滴径を２００〜１２００μmの範囲に調整することに
より、脱硫性能を向上させることができる。
【図１】本発明の実施の第１形態によるスプレー型吸収
塔を用いた湿式排煙脱硫方法を実施する装置を示す系統
的概略構成説明図である。
塔を用いた湿式排煙脱硫方法を実施する装置を示す系統
的概略構成説明図である。
【図２】湿式排煙脱硫装置における各反応係数に対する
液滴粒径と総括容量係数の関係を示すグラフである。
液滴粒径と総括容量係数の関係を示すグラフである。
【図３】３５０MW発電設備容量の図１に示す湿式排煙脱
硫装置の運転時における本発明の方式及び従来方式のス
プレー液滴粒径分布を示すグラフである。
硫装置の運転時における本発明の方式及び従来方式のス
プレー液滴粒径分布を示すグラフである。
１０ スプレー型吸収塔 １２ ボトムタンク １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 循環液ライン １６ａ、１６ｂ、１６ｃ スプレーノズル １８ 酸化ガス吹込手段 ２０ 石膏分離機 ２２ 石膏ピット ２４ 濾液タンク ２６ 吸収液循環ポンプ ２８ 石膏抜出ポンプ ３０ 空気ブロワ ３２ 石灰石スラリタンク ３４ 石灰石スラリピット（ホッパ） ３６、３８ 供給ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 繁治 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 蓑島 邦臣 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 丸井 和人 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 進藤 大輔 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AC01 BA02 CA01 DA05 DA16 DA35 EA03 EA12 EA13 FA03 GA01 GA02 GB02 GB03 GB06 GB09 GB12 4D020 AA06 BA02 BA09 BB05 CB27 CC04 CC20 DA02 DA03 DB02 DB03 DB05 DB08 DB10 DB20
Claims (3)
- 【請求項１】 スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化
物含有排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクから汲み
上げた吸収液をスプレーノズルよりスプレー液滴の形で
噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去し、落下した
吸収液をボトムタンクに再び収容し、吸収性能の低下し
た吸収液は一定流量抜き出すという湿式排煙脱硫方法に
おいて、スプレーノズルから噴霧する吸収液のスプレー
液滴径を２００〜１２００μmの範囲に調整することを
特徴とするスプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方
法。 - 【請求項２】 スプレー型吸収塔における最適スプレー
液滴径を導出するにあたり、スプレー液滴の運動を記述
する運動方程式、スプレー液滴内への硫黄酸化物含有排
ガスの吸収過程を記述する気液物質移動係数及び反応係
数から、特定の装置形状及び運転条件に対する理論的な
最適スプレー液滴径を導出する請求項１記載のスプレー
型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法。 - 【請求項３】 スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化
物含有排ガスに、吸収塔内下部のボトムタンクから汲み
上げたカルシウム系吸収液をスプレーノズルよりスプレ
ー液滴の形で噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去
し、落下した吸収液をボトムタンクに再度収容し、ボト
ムタンクに設置された酸化ガス吹込手段より酸化ガスを
吹き込むことで吸収した硫黄酸化物を石膏として回収す
る湿式排煙脱硫方法において、請求項２記載の方法で導
出した最適スプレー液滴径のカルシウム系吸収液をスプ
レー液滴としてスプレーノズルより噴霧することを特徴
とするスプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305995A JP3394514B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305995A JP3394514B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002113325A true JP2002113325A (ja) | 2002-04-16 |
| JP3394514B2 JP3394514B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=18786756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000305995A Expired - Fee Related JP3394514B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394514B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108760368B (zh) * | 2018-05-30 | 2020-05-19 | 内蒙古科技大学 | 气雾喷嘴典型操作条件的判断方法 |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000305995A patent/JP3394514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3394514B2 (ja) | 2003-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105727669B (zh) | 除尘除雾装置及其应用方法 | |
| EP0024551B1 (en) | Process and apparatus for removing sulfur dioxide from industrial waste gas | |
| WO1994023826A1 (en) | Wet type flue gas desulfurizer | |
| CN100525885C (zh) | 涡轮式增压加速烟气脱硫除尘塔 | |
| JPH06254345A (ja) | 水平湿式洗浄装置およびガス流から二酸化イオウを除去するための方法 | |
| CN101708420A (zh) | 烧结烟气中污染物的处理工艺及其喷淋吸收塔 | |
| JPH09507792A (ja) | 煙道ガス洗浄装置 | |
| JP2013006125A (ja) | 湿式排煙脱硫装置及び湿式排煙脱硫方法 | |
| JP3523865B2 (ja) | ガス浄化法またはガス冷却法および装置 | |
| KR970703808A (ko) | 고속 기체용 동반물질 분리기 및 세척 기체를 재가열시키는 방법(improved entrainment separator for high velocity gases and reheating of scrubber gases) | |
| CN206008453U (zh) | 扰流捕捉器及一种湿法烟气脱硫除尘吸收塔 | |
| CN204768247U (zh) | 一种除雾湿式脱硫塔系统 | |
| JP2001293330A (ja) | 気液接触方法と装置 | |
| JP2002113325A (ja) | スプレー型吸収塔を用いた湿式排煙脱硫方法 | |
| JPH115014A (ja) | 湿式排ガス脱硫装置 | |
| JPH09173764A (ja) | 湿式排煙脱硫装置および方法 | |
| CN217392032U (zh) | 糠醛渣焚烧烟气湿法脱硫塔 | |
| CN103908888A (zh) | 喷雾喷淋脱硫塔 | |
| JP3380046B2 (ja) | 湿式排ガス脱硫方法および装置 | |
| JP2003103139A (ja) | 湿式排煙脱硫装置 | |
| JPH11290646A (ja) | 湿式排煙脱硫方法と装置 | |
| JP2001198430A (ja) | 気液接触方法および装置 | |
| CN105396451A (zh) | 一种喷淋脱硫塔内碱液清洗高效脱除so3的工艺 | |
| JP2002153727A (ja) | 二室型湿式排煙脱硫装置 | |
| JP2005028284A (ja) | 排ガス処理塔 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |